某型機前緣類蒙皮成型分析

趙薇

摘要：單曲度前緣類蒙皮，該零件是機翼前后緣部分的襟翼部分的內蒙皮零件。主要用于機翼，是飛機上不可或缺的一部分，前緣類零件由于弧度大，成形困難。本文以理論為指導，結合該零件結構特點進行成形工藝性分析，通過大量的試驗制定出合理的工藝方案，并不斷的完善工裝技術條件，最終生產出滿足設計和使用要求的產品。

關鍵詞：機翼；鈑金；前緣；收放

1 引言

飛機鈑金制造技術是航空航天制造工程的一個重要組成部分，是實現飛機結構特性的重要制造技術之一，是使飛機能同時獲得高結構效率和優良性能的基礎制造技術之一。隨著科學技術的不斷發展和進步，我們國家的某些航空制造水平仍然不高，鈑金零件的生產制造還有許多零件是依靠工人的手工成形和修復來完成的。與先進國家相比，還有較大差距，不能適應我國航空航天工業的發展需求。

飛機的結構特點和獨特的生產方式，決定了飛機鈑金制造技術不同于一般機械制造技術。鈑金件的尺寸大小不一，形狀復雜，產量不等，品種繁雜，一般飛機約有一萬多項鈑金件，零件外形復雜，質量控制嚴格，對成形后的零件有明確的機械性能和物理性能的要求，與其他行業的鈑金件相比技術含量高，加工難度大。飛機鈑金工的任務是把金屬板料和擠壓型材利用材料的塑性，用冷壓為主的方法加工成各種零件。鈑金零件所用原材料種類廣泛，有鋁合金、鎂合金、鈦合金等。其中以硬鋁LY12超硬鋁為最多。

2零件結構分析

零件材料：LY12- MO-δ1.0，尺寸：180×126。零件精度要求：對于有余量的零件邊緣公差為-1.0mm-+2.0mm，對于零件無余量的蒙皮零件公差為-0.5mm-+1.0mm。

本文所論零件為單曲度前緣類蒙皮，該零件是機翼前后緣部分的襟翼部分的內蒙皮零件。作為飛機的前緣類蒙皮零件，要具有足夠的強度和剛度，不能產生殘余變形，外形還能滿足規定的外形準確度要求，以及表面質量要求，重量盡可能輕。零件的外形如圖1所示。

機翼的主要功用是升力，在它前后緣的各種形式的襟翼是增升裝置（或改變機翼升力的分布），結構設計應從強度、剛度、表面光滑度等各方面來保證機翼氣動外形要求的實現。

對于這類前緣類零件在成形過程中我們要注意前緣頂部的貼胎程度，在成形過程中對于兩邊底部要用力均勻，而且最好是先進行預成形，然后進行淬火，在新淬火狀態下成形效果更佳，一定要保證零件在頂部滿足貼胎度小于0.5mm，對于底部外形滿足1.5mm-3.5mm之間即可，而且針對這類零件要注意成形必須先成形頂部，只有頂部滿足R要求方可達到前緣零件的成型要求，并且成形是要逐步進行，由于前緣變曲率半徑小上下翼半徑大，一般先成形上下翼面弧度，再成形前緣頂部弧度R. 外蒙皮零件由于零件不對稱，拉伸模角度的選擇非常關鍵，工裝角度設計不合理，很可能影響到后續的拉伸成形工藝；蒙皮零件成形類零件中從未遇到過兩邊不對稱前緣零件的拉伸，同時，原材料為逆纖維方向拉伸，大大限制了零件的成形能力，工藝流程的摸索及工藝參數的摸索非常關鍵。

3零件工藝分析

鈑金零件的成型方法多種多樣，該零件選擇了鈑金工手工成形和修復。手工成形較為局限，所以我們借鑒了多年來前人總結的經驗及精華。結合金屬板料的變形性質，將加工要領歸為兩點：“收”和“放”。所謂“收”就是依靠板料的收縮變形來成形零件。“收”的特點，表現為板料纖維縮短，厚度增加，所謂“放”就是依靠板料的拉伸變形來成形零件，“放”的特點表現為板料纖維伸長，厚度減薄，“收”的主要障礙是起皺，“放”的主要障礙是拉裂。

在成形過程中，由于零件有下陷，下陷允許的偏差為H≤3時，0～+0.3，原來，成型零件時用橡皮拍板和木榔頭直接在模胎上敲制，由于是純手工敲制，雖然零件尺寸不大，但制出的下陷不均勻，不光滑，銜接不流暢。下陷不允許反復壓制，到零件最后淬火修整偶效果不是很好，后來就試著先用波紋機壓制下陷，深度、平面度一次到位，直線流暢，光滑均勻，之后再敲制彎邊，如圖2。

4零件成形難度及解決措施

該零件的加工包含了“收”和“放”。前緣頂部邊緣處為“收”，操作時，用橡皮拍板先拍邊緣使其貼向模胎，然后用木榔頭從R根部敲擊，使其貼膜，使用榔頭應錘擊均勻，以防起死皺而產生裂紋，應選用舊的毛榔頭，這樣敲制的零件才能達到工件表面光滑。此零件的“放”處為下陷底部，零件邊緣處一缺口。先用木榔頭將直線區均勻敲制，然后再敲制R處，不能在R根部反復錘擊，這樣容易敲裂，可以用小頂木輔助R處貼模。另一處“放”邊在“收”的下部，凹陷，由于尺寸小，易裂，所以要求榔頭錘擊要均勻平穩，不能急于求成，該零件的彎邊屬于加強彎邊，增加強度、剛度。

該零件的材料為LY12MO，在零件整體手工成形完后，再進行淬火，LY12材料在M狀態下塑性好，易形成各種形狀，但強度和硬度達不到受力要求，該合金材料含有銅和鎂，在時效過程中會產生強化項，這類合金即可通過熱處理（時效處理）強化來獲得較高的強度和硬度，還可以進行變形強化，故該零件經過淬火可以獲得所需的強度，達到工藝要求。在零件材料的選擇上也要考慮外形情況以及零件所用的部位，所以在使用過程中保證安全性，可靠性。

內蒙皮零件由于設計改型后型面曲度變化大，若采用前緣類工裝結構，則零件拉伸用原材料及工裝制造用原材料成本非常高，為了降低成本，合理選擇工裝結構形式非常關鍵。

5 結論

此零件從來料到成形再到交付的過程，全面分析零件的加工過程，以及在工作中所總結的經驗。此零件屬于純手工制作，在加工過程中，我們在使用了所學的理論知識和實踐經驗相結合的方法，在所敘述的成型過程中加入了一定的理論知識，以及材料變形方面的知識，還有多年來的工作經驗所積累的成形方法。在我們現有的加工條件下，我們竭盡所能保證了我們的加工質量，并且滿足生產及裝配的要求，更好的完成了生產任務，為今后的生產各類零件奠定了良好理論與實踐的基礎。在此非常感謝指導老師及相關人員的大力支持。

參考文獻

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（作者單位：中航飛機股份有限公司）